【摘 要】
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本研究从池塘水体中筛选得到一株具有高效脱氮能力的菌株S7,利用形态学、生理生化及16S r RNA基因序列分析对菌株进行鉴定;通过溶血活性和抗生素敏感试验,探究该菌株的安全性;研究了不同环境因素对菌株生长及脱氮能力的影响。通过测定中间产物和最终产物,并结合全基因组测序,初步确定了菌株的脱氮机制,并考察了菌株S7对养殖尾水的净化效果。主要结果如下:1.脱氮细菌的筛选与鉴定从池塘底泥和水体中分离到的1
【基金项目】
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重点研发计划（2019YFC1606002）
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本研究从池塘水体中筛选得到一株具有高效脱氮能力的菌株S7,利用形态学、生理生化及16S r RNA基因序列分析对菌株进行鉴定;通过溶血活性和抗生素敏感试验,探究该菌株的安全性;研究了不同环境因素对菌株生长及脱氮能力的影响。通过测定中间产物和最终产物,并结合全基因组测序,初步确定了菌株的脱氮机制,并考察了菌株S7对养殖尾水的净化效果。主要结果如下:1.脱氮细菌的筛选与鉴定从池塘底泥和水体中分离到的10株候选菌株中筛选得到一株高效脱氮菌株S7,其24 h对氨氮（NH4+-N）、亚硝酸盐氮（NO2--N）和硝酸盐氮（NO3--N）的去除率分别达到98.17%、95.48%、81.52%。经形态学、生理生化以及16S r RNA基因序列分析鉴定,S7为产气肠杆菌（Enterobacter aerogenes）;溶血试验和抗生素敏感试验结果表明,S7无溶血活性,对多数药物敏感。2.不同环境条件对S7生长及脱氮能力的影响探讨不同环境条件（温度、DO（溶解氧）/转速、p H、碳氮比（C/N）、接种量）对S7生长和脱氮能力的影响。结果表明,S7生长和脱氮对环境要求基本一致,对环境条件具有较宽的适应范围。在温度为25℃～35℃、转速为150 r/min～180 r/min、p H为7（中性）～9（碱性）、C/N为8、接种量为1%时,菌株S7生长良好,具有较高的脱氮能力。S7最适脱氮条件:温度为25℃,转速为180 r/min、C/N为8、p H为7、接种量为1%。3.S7对不同氮源的脱氮特性以硫酸铵、亚硝酸钠、硝酸钾为唯一氮源,分析了S7对不同氮源的脱氮特性。结果表明,S7的硝化和反硝化作用主要发生在其对数生长期;氨氮降解过程中有亚硝酸盐氮、硝酸盐氮的积累,至培养结束,亚硝酸盐氮被完全去除,但硝酸盐氮含量下降到一定浓度后维持稳定;亚硝酸盐氮降解过程中检测到氨氮和硝酸盐氮的积累,至培养结束,氨氮被完全去除,但硝酸盐氮含量下降到一定浓度后维持稳定;硝酸盐氮降解过程中,无氨氮的积累,亚硝酸盐氮先上升后下降;三种氮源同时存在时,S7优先利用氨氮。4.S7脱氮机制S7基因组全长为4682176 bp,G+C含量为55.02%,编码4282个基因。基因功能分析表明,S7与代谢相关的基因最多,对氨基酸、碳水化物、无机离子转运和代谢具有较高的敏感性,有良好的环境适应能力,S7还拥有丰富的异生物质（二甲苯、二噁英、苯乙烯）代谢通路。在S7中注释并扩增到羟胺氧化酶基因（hao）、硝酸还原酶基因（nar G）、亚硝酸还原酶基因（nxr A）、异化亚硝酸还原酶基因（nir B）。通过氮平衡分析发现,S7将5.57%、47.49%的初始氨氮转化为细胞内氮、硝化中间产物,有3.09%的氨氮依然存在,以气体形式损失的氮达43.85%。综上所述,认为S7拥有同化、硝化和反硝化途径。
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